I ricercatori della Rice University e del Baylor College of Medicine (BCM) hanno creato una singola nanoparticella che può essere tracciata in tempo reale con la risonanza magnetica mentre si deposita sulle cellule tumorali, li etichetta con un colorante fluorescente e li uccide con il calore. La particella all-in-one è uno dei primi esempi di un campo in crescita chiamato "theranostics" che sviluppa tecnologie che i medici possono utilizzare per diagnosticare e curare le malattie in un'unica procedura.

La ricerca è disponibile online sulla rivista Materiali funzionali avanzati . I test finora riguardano colture cellulari di laboratorio, ma i ricercatori hanno affermato che il monitoraggio della risonanza magnetica sarà particolarmente vantaggioso mentre si spostano verso i test su animali e persone.

"Alcune delle domande più importanti nella nanomedicina oggi riguardano la biodistribuzione:dove le particelle entrano nel corpo e come ci arrivano, ", ha affermato la coautrice dello studio Naomi Halas. "I test non invasivi per la biodistribuzione saranno enormemente utili nel percorso verso l'approvazione della FDA, e questa tecnica, l'aggiunta di funzionalità di risonanza magnetica alla particella che stai testando e utilizzando per la terapia, è un modo molto promettente per farlo".

Hala, Stanley C. Moore Professor di Rice in Ingegneria Elettrica e Informatica e professore di chimica e ingegneria biomedica, è un pioniere della nanomedicina. Le particelle all-in-one si basano su nanoshell, particelle che ha inventato negli anni '90 e che sono attualmente in fase di sperimentazione clinica sull'uomo per il trattamento del cancro. I nanoshell raccolgono la luce laser che normalmente passerebbe innocuamente attraverso il corpo e la converte in calore che uccide il tumore.

Nel progettare la nuova particella, Halas ha collaborato con Amit Joshi, professore assistente presso la Divisione di Imaging Molecolare della BCM, per modificare i nanoshell aggiungendo un colorante fluorescente che si illumina quando viene colpito dalla luce del vicino infrarosso (NIR). La luce NIR è invisibile e innocua, quindi l'imaging NIR potrebbe fornire ai medici un mezzo per diagnosticare le malattie senza intervento chirurgico.

Nello studiare i modi per attaccare il colorante, Studente laureato di Halas, Rizia Bardhan, hanno scoperto che le molecole di colorante emettevano 40-50 volte più luce se veniva lasciato un piccolo spazio tra loro e la superficie del nanoshell. Il divario era largo solo pochi nanometri, ma piuttosto che sprecare lo spazio, Bardhan ha inserito uno strato di ossido di ferro che sarebbe rilevabile con la risonanza magnetica. I ricercatori hanno anche attaccato un anticorpo che consente alle particelle di legarsi alla superficie delle cellule del cancro al seno e alle ovaie.

Nel laboratorio, il team ha tracciato le particelle fluorescenti e ha confermato che hanno preso di mira le cellule cancerose e le hanno distrutte con il calore. Joshi ha detto che il prossimo passo sarà distruggere interi tumori negli animali vivi. Stima che i test sugli esseri umani siano tra almeno due anni di distanza, ma l'obiettivo finale è un sistema in cui un paziente riceve un'iniezione contenente nanoparticelle con anticorpi su misura per il cancro del paziente. Utilizzando l'imaging NIR, risonanza magnetica o una combinazione delle due, i medici osserverebbero il progresso delle particelle attraverso il corpo, identificare le aree in cui esistono i tumori e quindi ucciderli con il calore.

"Questa particella offre quattro opzioni:due per l'imaging e due per la terapia, " ha detto Joshi. "La immaginiamo come una piattaforma tecnologica che presenterà ai professionisti una scelta di opzioni per il trattamento diretto".

Infine, Joshi ha detto, spera di sviluppare versioni specifiche delle particelle che possono attaccare il cancro in diverse fasi, in particolare il cancro allo stadio iniziale, difficile da diagnosticare e trattare con la tecnologia attuale. I ricercatori si aspettano anche di utilizzare diverse etichette anticorpali per colpire forme specifiche della malattia. Halas ha affermato che il team è stato attento a scegliere componenti già approvati per uso medico o già in fase di sperimentazione clinica.

"La cosa bella è che ogni singolo componente di questo è stato approvato o è in procinto di ottenere l'approvazione della FDA, "Halas ha detto. "Stiamo mettendo insieme componenti che hanno tutti una buona track record comprovati."

Maggiori informazioni: Nanoshell con miglioramento simultaneo mirato dell'imaging magnetico e ottico e della risposta terapeutica fototermica, DOI:10.1002/adfm.200901235

Fonte:Rice University (notizie:web)